FEMA 2017.2 — Questões de Física comentadas — Método TEF
Fundação Educacional do Município de Assis · IMESA · Medicina
Processo Seletivo de Medicina · 2º semestre de 2017 · Aplicação: 30/04/2017 · Física: Q51 a Q60 · Gabarito e resolução comentada Método TEF.
Q51
Mecânica — Cinemática — Velocidade angular e transmissão
A figura representa um mecanismo utilizado para retirar água de um poço. Esse sistema é constituído por uma roldana fixada a uma haste horizontal cilíndrica, uma corda enrolada na roldana e outra corda enrolada na haste.
De acordo com a figura e considerando que nenhuma das cordas escorregará, se uma pessoa puxar uma das cordas verticalmente para baixo com velocidade escalar constante de 0,2 m/s, o balde subirá com velocidade escalar de módulo igual a
A)
0,05 m/s.
B)
1,00 m/s.
C)
0,80 m/s.
D)
0,40 m/s.
E)
0,10 m/s.
Gabarito conferido para as alternativas deste caderno
A
Resolução
A haste e a roldana giram juntas, com a mesma velocidade angular. A corda puxada move-se na borda de raio 4R: $0{,}2=\omega(4R)$. A corda do balde está enrolada na haste de raio R, então $v_b=\omega R=0{,}2/4=0{,}05\,m/s$.
Alternativa A.
Q52
Mecânica — Cinemática — Lançamento oblíquo
Em um jogo de vôlei, a bola é tocada pelo levantador no ponto A com v0 = 5 m/s e é atingida pelo atacante no ponto B, 0,5 s depois. De A para B a bola percorre uma trajetória parabólica contida em um plano vertical paralelo ao que contém a rede.
Considerando sen θ = 0,6, cos θ = 0,8, g = 10 m/s2 e desprezando a resistência do ar, a altura do ponto B em relação ao solo (h) é igual a
A)
2,75 m.
B)
2,55 m.
C)
2,95 m.
D)
2,65 m.
E)
2,85 m.
Gabarito conferido para as alternativas deste caderno
A
Resolução
A componente vertical inicial é $v_{0y}=5\cdot0{,}6=3\,m/s$. A figura indica altura inicial de 2,50 m. Após 0,5 s, $h=h_0+v_{0y}t-gt^2/2=2{,}50+3\cdot0{,}5-5\cdot0{,}5^2=2{,}75\,m$. A componente horizontal não entra no cálculo da altura.
Alternativa A.
Q53
Mecânica — Gravitação — Terceira lei de Kepler
Marte e Plutão são dois astros do sistema solar cujos valores aproximados de período de translação, em anos, e de distância relativa média ao Sol estão indicados na tabela.
Períodos de translação e distâncias médias ao Sol
Astro
Período (anos)
Distância ao Sol
Marte
2
D
Plutão
T
25D
Considerando válidas as Leis de Kepler na descrição do sistema solar e os valores indicados na tabela, o período de translação de Plutão ao redor do Sol é igual a
A)
50 anos.
B)
100 anos.
C)
150 anos.
D)
250 anos.
E)
25 anos.
Gabarito conferido para as alternativas deste caderno
D
Resolução
Para astros que orbitam o mesmo corpo central, $T^2/r^3$ é constante. Portanto, $T_P/T_M=(r_P/r_M)^{3/2}=25^{3/2}=125$. Como Marte tem período de 2 anos, $T_P=2\cdot125=250\,anos$.
Alternativa D.
Q54
Mecânica — Hidrostática — Empuxo
Duas esferas maciças e de mesmo volume, A e B, de densidades absolutas dA e dB, estão totalmente imersas em água pura e mantidas em equilíbrio por fios que as prendem a uma haste horizontal.
Sabendo que dA = 3 · dB e sendo EA e EB as intensidades dos empuxos exercidos pela água nas esferas A e B, é correto afirmar que
A)
EA = 11,7 · EB
B)
EA = 3,3 · EB
C)
EA = 0,3 · EB
D)
EA = 6,3 · EB
E)
EA = EB
Gabarito conferido para as alternativas deste caderno
E
Resolução
O empuxo vale $E=\rho_{líquido}gV_{imerso}$. As duas esferas estão totalmente imersas no mesmo líquido e têm o mesmo volume. Logo, deslocam volumes iguais de água e recebem empuxos iguais: $E_A=E_B$. As diferentes densidades das esferas alteram seus pesos e as trações, mas não o empuxo nessa situação.
Alternativa E.
Q55
Mecânica — Dinâmica — Lei de Hooke
Em uma aula experimental foi utilizado um dispositivo para determinar a massa M de um pacote. Esse dispositivo consiste de uma mola ideal de constante elástica K = 300 N/m à qual está presa uma haste horizontal que aponta para uma posição em uma régua vertical graduada em centímetros. Com a mola livre e relaxada, a haste aponta para a marca de 34 cm e, com o pacote pendurado na mesma mola e em equilíbrio, a haste aponta para a marca de 58 cm.
Adotando g = 10 m/s2, a massa M do pacote será igual a
A)
10,2 kg.
B)
7,2 kg.
C)
3,6 kg.
D)
17,4 kg.
E)
12,8 kg.
Gabarito conferido para as alternativas deste caderno
B
Resolução
O alongamento da mola é a diferença entre as marcas: $x=58-34=24\,cm=0{,}24\,m$. No equilíbrio, $Kx=Mg$. Assim, $M=300\cdot0{,}24/10=7{,}2\,kg$. Usar 58 cm como alongamento confundiria a posição final com a deformação.
Alternativa B.
Q56
Termologia — Dilatação Térmica — Dilatação de orifícios
Duas placas retangulares de espessuras desprezíveis, uma de latão e a outra de níquel, apresentam um orifício circular de área A0, à temperatura ambiente T0, como mostram as figuras.
Com o aquecimento dessas duas placas a uma mesma temperatura final T, os orifícios têm suas áreas alteradas para os valores AL, para o latão, e ANi, para o níquel. Sabendo que o coeficiente de dilatação linear do latão é maior que o do níquel, na temperatura final T, as áreas AL, ANi e A0 guardam entre si a relação:
A)
AL < ANi < A0
B)
ANi > AL > A0
C)
AL > ANi > A0
D)
AL = ANi < A0
E)
AL = ANi = A0
Gabarito conferido para as alternativas deste caderno
C
Resolução
Um orifício se dilata como se estivesse preenchido pelo material da placa. Para a área, $A=A_0(1+2\alpha\Delta T)$. Como há aquecimento, ambos os orifícios aumentam. O latão tem coeficiente linear maior que o níquel, então seu aumento de área é maior: $A_L>A_{Ni}>A_0$.
Alternativa C.
Q57
Óptica — Refração — Lei de Snell
Um raio de luz monocromático atravessa três lâminas de faces paralelas transparentes, homogêneas e justapostas, A, B e C, feitas com materiais de índice de refração absoluto nA, nB e nC.
Sabendo que β < α < γ, é correto afirmar que
A)
nC < nA < nB
B)
nA < nC < nB
C)
nB < nA < nC
D)
nC < nB < nA
E)
nA < nB < nC
Gabarito conferido para as alternativas deste caderno
A
Resolução
Como as interfaces são paralelas, a lei de Snell fornece $n_A\operatorname{sen}\alpha=n_B\operatorname{sen}\beta=n_C\operatorname{sen}\gamma$. Os ângulos são medidos em relação à normal. Na faixa de 0° a 90°, o seno cresce com o ângulo; portanto, o menor ângulo corresponde ao maior índice. De $\beta<\alpha<\gamma$, resulta $n_C
Alternativa A.
Q58
Ondulatória — Oscilações — Frequência
Uma garota, durante seu treino em uma academia, deve fazer um exercício chamado remada inclinada, no qual, segurando dois halteres com as mãos, ela os movimenta verticalmente para cima e para baixo, com uma frequência constante e em trajetórias paralelas. Assim, o movimento de cada haltere pode ser considerado harmônico simples, na direção vertical.
Nesse exercício, a garota deve fazer séries com quinze repetições cada uma. Considerando que ela faça uma série em um intervalo de tempo de 45 s, a frequência dos movimentos oscilatórios dos halteres, em cada série, será
A)5 Hz
B)$\frac{1}{5}\,\mathrm{Hz}$
C)3 Hz
D)$\frac{1}{3}\,\mathrm{Hz}$
E)15 Hz
Gabarito conferido para as alternativas deste caderno
D
Resolução
A frequência é o número de oscilações completas por unidade de tempo. São 15 repetições em 45 s, portanto $f=15/45=\frac13\,Hz$. O período seria o inverso, $T=3\,s$; ele não deve ser confundido com a frequência.
Alternativa D.
Q59
Eletricidade — Eletrostática — Trabalho da força elétrica
Uma partícula de massa m e carga q > 0 penetra em uma região entre duas placas planas e paralelas, A e B, com velocidade v0. Ao atravessar essa região em linha reta, a partícula desenvolve um movimento acelerado e abandona a região com velocidade v.
Desconsiderando os efeitos gravitacionais sobre a partícula, a diferença de potencial U entre as duas placas, nessa região, tem intensidade
A)$\frac{4m(v^2-v_0^2)}{3q}$
B)$\frac{m(v^2-v_0^2)}{2q}$
C)$\frac{m(v^2-v_0^2)}{q}$
D)$\frac{mv^2}{2q}$
E)$\frac{2m(v^2-v_0^2)}{q}$
Gabarito conferido para as alternativas deste caderno
B
Resolução
O trabalho da força elétrica é igual ao aumento da energia cinética: $qU=\Delta E_c=\frac12mv^2-\frac12mv_0^2$. Isolando a intensidade da diferença de potencial, $U=\frac{m(v^2-v_0^2)}{2q}$. Como a partícula acelera, $v>v_0$ e essa intensidade é positiva.
Alternativa B.
Q60
Eletricidade — Eletrodinâmica — Resistores em paralelo e gráfico U × i
No gráfico estão representadas as curvas características de dois resistores ôhmicos, A e B.
Associando-se resistores iguais a esses entre dois pontos X e Y, foi construído o circuito indicado na figura.
Desconsiderando as resistências elétricas dos fios de ligação e das conexões utilizadas, a resistência equivalente entre os pontos X e Y é igual a
A)
5,6 Ω.
B)
7,2 Ω.
C)
4,8 Ω.
D)
1,2 Ω.
E)
2,4 Ω.
Gabarito conferido para as alternativas deste caderno
E
Resolução
Pelo gráfico, em U = 48 V temos $i_A=4\,A$ e $i_B=8\,A$. Logo, $R_A=48/4=12\,\Omega$ e $R_B=48/8=6\,\Omega$. Todos os quatro resistores estão ligados entre os mesmos dois nós X e Y: os três resistores A e o resistor B estão em paralelo. Portanto, $1/R_{eq}=3/12+1/6=5/12$, resultando em $R_{eq}=12/5=2{,}4\,\Omega$. O desenho dos ramos não cria uma associação em série; é preciso identificar os nós comuns.
